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開關(guān)電源模塊選型需考慮哪些問題

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時間：2019-10-07 點(diǎn)擊量：1290

開關(guān)電源模塊選型沒那么簡單，它需要考慮很多問題，你知道哪些呢？
磁珠、電容、二極管、電阻…都具有類似的潛規(guī)則，只是我們不太注意而已。電源模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多種，反激、正激、推挽、半橋、全橋多種，每種因?yàn)槠湓淼牟煌?，也表現(xiàn)為在某些特性指標(biāo)方面的優(yōu)越性。

反激開關(guān)電源在開關(guān)的一個周期中，充電的時段沒有放電，就是因?yàn)檫@個特性，其時間響應(yīng)特性、紋波特性就很難做到很好，雖然可以通過大的儲能電容協(xié)助解決一點(diǎn)，但原理性缺陷終歸是硬傷。漏感也大等等問題，但其優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，成本低，體積小，不必加磁復(fù)位繞組，而且輸入電壓范圍比較寬。也正因?yàn)榇耍庞辛似湔伎傞_關(guān)電源市場7成以上的份額。

正激開關(guān)電源輸出電壓瞬態(tài)控制特性較好，負(fù)載能力較強(qiáng)，但其缺點(diǎn)也同樣顯著，多用一個大儲能濾波電感和一個續(xù)流二極管、體積大、變壓器初級線圈反電動勢電壓高，對開關(guān)管的要求較高。
推挽式開關(guān)電源電流瞬態(tài)響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好，在所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，是利用率最高的一種開關(guān)電源，無漏磁，驅(qū)動電路簡單。但其缺點(diǎn)是兩個開關(guān)器件需要很高的耐壓值；要有兩組初級線圈，對于小功率輸出的推挽式開關(guān)電源是個缺點(diǎn)。若兩個正激式變換器不完全對稱或平衡，經(jīng)過幾個周期累積的偏磁，會使磁芯進(jìn)入飽和，導(dǎo)致高頻變壓器勵磁電流過大，甚至損壞開關(guān)管。
橋式開關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高，開關(guān)管的耐壓值要求比較低，變壓器初級線圈只需要一個繞組。缺點(diǎn)是效率低，會出現(xiàn)半導(dǎo)通區(qū)，損耗大。

以上各種問題都是因?yàn)槠渫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)的先天優(yōu)勢和先天缺陷造成的，雖然我們可以將電源模塊當(dāng)成黑匣子，但這也是我們在選擇電源時要關(guān)注的一個點(diǎn)。
另一個是要根據(jù)負(fù)載的波動情況來確定，有的負(fù)載較穩(wěn)定，有的負(fù)載就波動較大，甚至于有的還會有空載、或滿載、或瞬間負(fù)載變大、或瞬間負(fù)載跌落的情況發(fā)生。負(fù)載的類型也是一個影響因素。一般的模塊，其輸出是按照默認(rèn)為阻性負(fù)載而設(shè)計(jì)的，如果負(fù)載是感性或容性負(fù)載，都需要作電源模塊內(nèi)部器件或參數(shù)稍作調(diào)整。

開關(guān)電源模塊的開關(guān)頻率也是需要關(guān)注的，他決定了外接電源濾波器濾波參數(shù)（截止頻率、階次）的選擇。紋波與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電容電感的參數(shù)、負(fù)載的情況都相關(guān)，一個5v電源，紋波做到50mv，單電源的誤差磁珠、電容、二極管、電阻…都具有類似的潛規(guī)則，只是我們不太注意而已。電源模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多種，反激、正激、推挽、半橋、全橋多種，每種因?yàn)槠湓淼牟煌?，也表現(xiàn)為在某些特性指標(biāo)方面的優(yōu)越性。

反激開關(guān)電源在開關(guān)的一個周期中，充電的時段沒有放電，就是因?yàn)檫@個特性，其時間響應(yīng)特性、紋波特性就很難做到很好，雖然可以通過大的儲能電容協(xié)助解決一點(diǎn)，但原理性缺陷終歸是硬傷。漏感也大等等問題，但其優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，成本低，體積小，不必加磁復(fù)位繞組，而且輸入電壓范圍比較寬。也正因?yàn)榇耍庞辛似湔伎傞_關(guān)電源市場7成以上的份額。

正激開關(guān)電源輸出電壓瞬態(tài)控制特性較好，負(fù)載能力較強(qiáng)，但其缺點(diǎn)也同樣顯著，多用一個大儲能濾波電感和一個續(xù)流二極管、體積大、變壓器初級線圈反電動勢電壓高，對開關(guān)管的要求較高。

推挽式開關(guān)電源電流瞬態(tài)響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好，在所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，是利用率最高的一種開關(guān)電源，無漏磁，驅(qū)動電路簡單。但其缺點(diǎn)是兩個開關(guān)器件需要很高的耐壓值；要有兩組初級線圈，對于小功率輸出的推挽式開關(guān)電源是個缺點(diǎn)。若兩個正激式變換器不完全對稱或平衡，經(jīng)過幾個周期累積的偏磁，會使磁芯進(jìn)入飽和，導(dǎo)致高頻變壓器勵磁電流過大，甚至損壞開關(guān)管。
橋式開關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高，開關(guān)管的耐壓值要求比較低，變壓器初級線圈只需要一個繞組。缺點(diǎn)是效率低，會出現(xiàn)半導(dǎo)通區(qū)，損耗大。

以上各種問題都是因?yàn)槠渫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)的先天優(yōu)勢和先天缺陷造成的，雖然我們可以將電源模塊當(dāng)成黑匣子，但這也是我們在選擇電源時要關(guān)注的一個點(diǎn)。另一個是要根據(jù)負(fù)載的波動情況來確定，有的負(fù)載較穩(wěn)定，有的負(fù)載就波動較大，甚至于有的還會有空載、或滿載、或瞬間負(fù)載變大、或瞬間負(fù)載跌落的情況發(fā)生。

負(fù)載的類型也是一個影響因素。一般的模塊，其輸出是按照默認(rèn)為阻性負(fù)載而設(shè)計(jì)的，如果負(fù)載是感性或容性負(fù)載，都需要作電源模塊內(nèi)部器件或參數(shù)稍作調(diào)整。

開關(guān)電源模塊的開關(guān)頻率也是需要關(guān)注的，他決定了外接電源濾波器濾波參數(shù)（截止頻率、階次）的選擇。紋波與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電容電感的參數(shù)、負(fù)載的情況都相關(guān)，一個5v電源，紋波做到50mv，單電源的誤差就是1%了，對精度要求高的電路，電源的誤差、放大電路的誤差、信號電纜的誤差、AD的舍入誤差，多個誤差累積合并之后，總誤差可就大了。

電源模塊里有無濾波設(shè)計(jì)、開關(guān)電源模塊所在的設(shè)備里有無安規(guī)要求（漏電流、絕緣耐壓、濕度要求）、溫升特性、轉(zhuǎn)換效率、輸入電壓的波動范圍、負(fù)載調(diào)整率等等，要求的地方還是不少的。就是1%了，對精度要求高的電路，電源的誤差、放大電路的誤差、信號電纜的誤差、AD的舍入誤差，多個誤差累積合并之后，總誤差可就大了。開關(guān)電源模塊里有無濾波設(shè)計(jì)、電源模塊所在的設(shè)備里有無安規(guī)要求（漏電流、絕緣耐壓、濕度要求）、溫升特性、轉(zhuǎn)換效率、輸入電壓的波動范圍、負(fù)載調(diào)整率等等，要求的地方還是不少的。

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